Pregunta de impedancia de PCB de alta velocidad

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Voy a diseñar un diseño digital de alta velocidad que incluya un FPGA y GSPS A / D interconectados con puertos seriales de varios gigabits / s. Pero el problema de emparejamiento de impedancia me parece un poco confuso. Mis preguntas son:

1-En un puerto serie (supongamos gbps o LVDS), ¿se ajusta la impedancia mediante el uso de resistencias de terminación en serie o sintonizando las huellas a la anchura / distancia adecuada?

2-He encontrado herramientas que calculan la impedancia de una traza en una PCB. Como sé, la impedancia de una traza debería depender de su longitud. ¿Por qué la impedancia es irrelevante para la longitud de una traza en estas herramientas?

3-¿Podría aclarar qué situación en general debemos usar resistencias y en qué situaciones los rastros hacen la impedancia deseada?

Gracias

    
pregunta dopamine

2 respuestas

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  1. La coincidencia de impedancia de las trazas de PCB está controlada por las trazas, no por las resistencias de terminación. Dicho esto, todavía necesita las resistencias de terminación porque 1) los receptores miden el voltaje a través de ella para determinar el nivel lógico de la señal, y 2) las resistencias de terminación coinciden con la impedancia del conductor y la impedancia del receptor. Debe "ajustar" las trazas ajustando sus anchos (y la acumulación de la capa de PCB) para mantener la impedancia deseada.

  2. La longitud del trazado es bastante irrelevante para la impedancia característica. La longitud solo afecta la resistencia y el retraso de propagación (es decir, la cantidad de tiempo que tarda la señal en viajar desde el punto A hasta el punto B). No es necesario tener en cuenta la longitud cuando se trata de igualar la impedancia, pero las señales de alta velocidad también deben tener la misma longitud para garantizar que todas las señales lleguen al mismo tiempo. Esto es muy importante en un circuito de alta velocidad: si el circuito intenta usar los datos cuando una señal aún no ha llegado al destino, puede perder esos datos.

  3. Necesitas las resistencias Y las trazas de impedancia controlada. Sin embargo, muchos controladores y receptores LVDS tienen las resistencias de terminación integradas. Si este es el caso, no necesita resistencias de terminación externas. Verifique las hojas de datos del controlador / receptor para determinar si necesita incluirlas externamente o no.

respondido por el DerStrom8
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1) Usted elige una impedancia adecuada que el transmisor puede controlar. La salida de corriente del transmisor debe poder obtener suficiente voltaje en el receptor para cumplir con la especificación del enlace para los niveles de señal.

Casi siempre esto es 100ohm balanceado, o dos líneas complementarias de 50ohm. Esto suele ser especificado por el proveedor o los chips SERDES. Es esta impedancia porque a) es "correcta" para los niveles de voltaje y corriente sensibles en la interfaz b) coincide con las conexiones de prueba estándar c) usa dimensiones "razonables" en una PCB.

Conociendo la impedancia, usted elige las dimensiones de la línea (ancho, espaciado, grosor) para la PCB que presentará esa impedancia. Todos los buenos fabricantes de PCB podrán decirle las dimensiones de su proceso que terminarán dándole la impedancia correcta.

Luego observa la especificación SERDES y ve si el receptor ya tiene terminada la línea, o si tiene que implementarlo externamente, y deje el final de la línea abierto o conectado a una resistencia según sea necesario.

2) La impedancia de una traza no depende de su longitud.

3) Como se explica en (1), las trazas deben diseñarse para presentar la impedancia correcta. Dependiendo de si la línea es de terminación simple o doble, origen o destino o de terminación doble, las resistencias deben usarse para la terminación y deben tener un valor que coincida con la traza.

Por lo general, para SERDES punto a punto, la línea se conecta simplemente entre el transmisor y el receptor, y el fabricante de los chips ha diseñado la salida de TX para conducir la línea directamente y pone una terminación adecuada dentro del receptor.

    
respondido por el Neil_UK

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